Los elementos radiactivos son aquellos en los que los átomos presentes en los núcleos, isótopos, emiten radiación (alfa, beta o gamma) de forma espontánea.
Seguramente, ya habrás visto algo sobre accidentes radiactivos con elementos químicos , como los ocurridos en Chernobyl (1986) y en Goiânia (1987). Los accidentes fueron causados por elementos radiactivos como el uranio y el cesio-137.
En este caso, los elementos tienen átomos en el núcleo que liberan radiación , como alfa, beta y gamma. Por lo tanto, la radiación se libera de los núcleos inestables, de forma espontánea. Para que esto ocurra, el elemento químico debe tener un número atómico igual o superior a 84.
Cuando esto ocurre, los elementos se vuelven inestables. Es decir, significa que la cantidad de isótopos es radiactiva. En general, los elementos químicos están formados por átomos que tienen el mismo número atómico y diferente número másico. Es decir, isótopos estables. Además, uno de los isótopos de los elementos estables es radiactivo, al igual que el hidrógeno.
Clasificación de los elementos radiactivos
Pues bien, como ya hemos comentado, los elementos radiactivos son aquellos que tienen isótopos inestables, es decir, formados por un número atómico igual o superior a 84. Como ejemplo: el elemento polonio, que tiene 84 protones en el núcleo. Por lo tanto, se caracteriza como un isótopo inestable.
Por tanto, el polonio (Z ≥ 84) es el elemento básico que se utiliza para indicar que los elementos con un número atómico igual o superior a 84 son radiactivos. A partir de esto, los elementos que emiten radiación se pueden clasificar de dos formas, siendo naturales o artificiales.
Así, los elementos radiactivos naturales son los que se encuentran en la naturaleza. Además, tienen isótopos iguales o superiores al 84, siendo así emisores de radiación. Entre ellos están:
- Polonio ( 84 po);
- Radón ( 86Rn );
- Radio ( 88Ra );
- actinio ( 89Ac );
- Torio ( 90 Th);
- protactinio ( 91 Pa);
- Uranio ( 92 U).
Los elementos radiactivos artificiales, por su parte, son aquellos que presentan todos los isótopos radiactivos, sin embargo, se producen en laboratorios. Es decir, son elementos radiactivos que no se encuentran en la naturaleza.
Además, se clasifican como transuránicos, cuando el número atómico es superior a 92; y cisuránicos, aquellos con número atómico menor a 92. Entre ellos, podemos mencionar:
- Astatino ( 85 At);
- francio ( 87 Fr);
- neptunio ( 93 Np);
- plutonio ( 94Pu );
- americio ( 95 Am);
- Curio ( 96 cm);
- Berkelio ( 97 Bk);
- Californio ( 98 Cf);
- Laurencio ( 103 Lr);
- Rutherfordio ( 104 Rf);
- Darmstadtio ( 110 Ds);
- Roentgenio ( 111 Rg);
- Copérnico ( 112 Cn);
- ninhonio ( 113 Nh);
- Flerovio ( 114 Fl);
- Moscovio ( 115 Mc);
- Livermorio ( 116 Lv);
- Tenesino ( 117 Ts);
- Oganoseno ( 118 Og).
Leyes de Soddy y elementos radiactivos
En resumen, la proporción de los isótopos presentes en los elementos que emiten radiación se explica por dos leyes creadas por el químico Frederick Soddy. Así, las leyes de la radiactividad , como se les llama, ejemplifican los cambios que ocurren dentro del núcleo de un átomo para que éste emita radiación.
Como hemos visto, la radiación es una partícula alfa, beta o gamma liberada espontáneamente por el núcleo de compuestos isotópicos inestables. Así, la primera Ley de Soddy establece que el elemento, al emitir radiación alfa, forma un nuevo átomo.
A partir de esto, el número másico de este átomo será cuatro veces menor, además de que el número atómico inicial será dos veces menor. Por tanto, tenemos: Z X A → Z-2 X A-4 + 2 α 4 , ecuación que representa la radiactividad del elemento.
Por su parte, la segunda ley de Soddy establece que tras la emisión de radiación beta de un elemento, se forma un nuevo átomo. Esto significa que el número atómico gana una unidad, mientras que el número másico no cambia, permaneciendo igual que el átomo inicial.
Por tanto, la ecuación que representa la radiactividad referida a la segunda ley de Soddy es: Z X A → Z+1 X A + -1 β 0 .
Aplicación de elementos radiactivos
Los elementos radiactivos, naturales o artificiales, se utilizan de diversas formas. El uranio-235, por ejemplo, es el principal compuesto químico utilizado como combustible en los reactores de las centrales eléctricas. Además, se utilizan en la fabricación de bombas atómicas.
Los elementos radiactivos cobalto-60 y radio-224 se utilizan en aparatos de radioterapia, en tratamientos intensivos contra el cáncer. En el caso del cobalto-60, también se utiliza en las industrias alimentarias, que utilizan el producto para la irradiación de alimentos.
Otro elemento presente en el tratamiento contra el cáncer es el lodo-131. Además, se utiliza en el diagnóstico de enfermedades como la tiroides .
Por su parte, el potasio-40 está presente en el control de otros elementos radiactivos, que forman parte de los reactores nucleares. En este caso, se utiliza para controlar la radiación emitida por otros elementos.
¿Tu sabia?
En resumen, el elemento químico cesio-137 tiene un número atómico menor a 84. Por esto, es uno de los elementos que tienen parte de los isótopos radiactivos, es decir, son elementos estables. Por tanto, el número atómico del cesio-137 es 55.
Finalmente, otro elemento que también tiene isótopos radiactivos, pero el número atómico es menor a 84, es el hidrógeno. El compuesto tiene un número de átomo igual a 1 y dos de los isótopos son radiactivos.
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